第四章：4队列研究
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前瞻性收集资料
队列研究的设计与实施 一 确定研究因素 二 确定研究结局
三 选择研究对象
四 确定队列大小 五 资料收集与随访 六 资料整理与分析 七 质量控制（常见偏倚）
队列研究的设计与实施
确定研究因素
在大量病例对照研究基础上 +文献资料 +个人经
验一般是选择一种或一组相关因素与多种疾病的
关系
主要的暴露因素以外的可影响结局的因素也应
事先考虑，特别是混杂因素
队列研究的设计与实施
确定研究结局
结局（outcome）,是观察人群中出现的预期 的结果事件。
发病或死亡
某些血清指标
分子标志的变化 定性或定量
队列研究的设计与实施
选择研究对象
具有代表性的人群
未患所研究疾病 分为暴露人群和非暴露人群
暴露组
非暴露组 合计
暴露组发病率=a/(a+b) 对照组发病率=c/(c+d) 如果二者差异显著，并且无明显偏倚，则暴露因 素与疾病之间有可能存在因果关系
队列研究资料的分析
率的计算
累积发病率(cumulative incidence rate CI) CI=D/N D:某固定人群在一定时间内某病新发病例数 N:观察时期开始时的总人数 应用:人群比较固定,且能稳定地维持在一个较长的观察期.
失访偏倚
信息偏倚
混杂偏倚
二硫化碳（CS2）
神经系统毒物，抑制酶的活性，影响脂蛋白代谢，造成
心血管疾病
长期接触低浓度二硫化碳可引起慢性中毒，引起精神病、
多发性神经炎、动脉粥样硬样等
短时间接触高浓度的二硫化碳蒸气可急性中毒
20世纪60年代芬兰职业卫生研究所Hernberg 和 Tolonen 教授所做的 5 年前瞻性队列研究确定了
选择研究对象
非暴露组 选择原则：对照人群除暴露因素的影响外 , 其他各种
因素的影响或人群的特征 ( 如年龄 , 性别 , 职业 , 民族等 ) 都应尽可能与暴露组相似.
内对照 外对照 总人口对照 多重对照
队列研究的设计与实施
确定队列大小
有关参数
一般人群中所研究疾病的发病率（P0） 暴露人群的发病水平P1(D=P1-P0),D值越大,N越小 相对危险度（risk ratio, RR）
考虑到失访，实际上每组需扩大10%，即2541人
队列研究的设计与实施
资料的收集与随访
基线资料
暴露的资料 个体的其他信息
随访
随访对象、内容和方法 随访间隔、随访者 观察终点、终止时间
资料收集
查阅纪录 调查询问 健康或疾病检查 环境监测等
队列研究资料的分析
病例 a c a+c 非病例 b d b+d 合计 a+b c+d a+b+c+d
p1 RR p0
α值 把握度1-β
队列研究的设计与实施
确定队列大小
q0 = 1 p0
p (p1 p0 )/2
q1 = 1 p1
q = 1 p
p1 RR p0
队列研究的设计与实施
确定队列大小
已知 p0=0.007，RR=2.5，α=0.05，β=0.1，计算样本量 （要求两组样本量相等) 根据上述条件 Zα=1.96， Zβ=1.282 ，q0=0.993 p1=p0×RR=0.0175，q1=0.9825 代入公式得 N=2310
队列研究资料的分析
联系强度的计算
2 特异危险度 AR（ attributable ratio）
AR I e I 0 a c n1 n0
AR RR I 0 I 0 I 0 RR 1
意义:疾病危险完全特异地归因于暴露因素的程度
暴露与非暴露人群比较，所增加的疾病发生数量 AR值越大，暴露因素消除后所减少的疾病数量越大
第4章（4）
队列研究
(cohort study)
流行病学教学组 流行病与卫生统计学教研室
基本原理
队列(cohort)
队列原意是指古罗马军团中的一个分队，流行病
学家加以借用，表示有共同经历或共同状态的一 群人，例如一组出生队列有相同的出生年代，一 组吸烟队列有共同的吸烟经历。
基本原理
根据研究对象是否暴露于某研究因素或其不同水平将
年龄相差不超过3岁，出生地区相同，工种的体力消 耗相当，在同一城市的造纸厂随机选择的343名男性工 人
四 资料收集
查阅档案记录
用药情况、既往车间CS2的浓度等
询问
姓名、性别、年龄、工种及工作年限、吸烟、业余时 间的体力活动情况
实验室检查
血糖、血脂、血清胆固醇水平、血压、心电图、心脏 大小、体重及车间CS2浓度的动态变化
缺点：
1．不适应于研究人群中发病率很低的疾病。 2．观察时间长而难以避免失访，易产生失访偏倚。 3．设计要求高，实施复杂，工作量大，费用高，不能很快出成果。 4. 一次只能研究一个或一组暴露因素。
表2 CS2与不同临床类型冠心病的RR与AR比较
临床类型 心肌梗塞 RR 3.57 AR 5.25
致死性心肌梗塞
非致死性心肌梗塞 心绞痛 心电图冠心样改变
4.69
2.74 1.89 1.4
3.21
2.04 11.6 6.1
七 结论
长期低剂量（20~30ppm）CS2暴露与冠心病的发病 和死亡存在因果关系
队列研究资料的分析
联系强度的计算
4 人群归因危险度百分比 PAR%
（人群病因分值）
It I0 PAR % 100 % It
P e RR 1 PAR % 100 % P e RR 1 1
Pe：总人群的暴露比例
意义: 总体人群中因暴露于某因素所致的发病率或死亡率占总体人群
队列研究的设计与实施
选择研究对象
暴露组
特殊暴露人群: 一般是指超额暴露于可疑病因或生 活习惯或职业可能与所研究疾病有关的人,即高危人群. 如:吸烟人群,井下工人,冶炼工人等. 一般人群:指一个地区的全部人口或其样本.
便于随访的人群:如组织人群(机关单位,企事团体等)
队列研究的设计与实施
RR与AR的区别
（1/10万人年）
疾病 肺癌 心血管疾病
吸烟者 48.33 294.67
非吸烟者 4.49 169.54
RR 10.8 1.7
AR 43.84 125.13
意义:
RR
AR
吸烟对肺癌的病因学意义较大 戒烟对心血管疾病的预防作用较大， 即公共卫生意义较大
队列研究资料的分析
联系强度的计算
二硫化碳长期低剂量暴露与冠心病的因果关系
一 确定研究因素
研究因素
长期低剂量的CS2暴露
定义
有CS2暴露，在不至引起急性中毒的间工 作至少5年以上
二 确定研究结局
结局指标
心肌梗死 血压变化 心电图的改变 心绞痛发作
三 确定研究现场和人群
暴露组
1942~1967年间某粘纤厂25至64岁，至少有5年CS2暴 露史的所有工人(343名,全为男性) 对照组
RR= AR= PAR%=
队列研究资料的分析
标化死亡比(standardized mortality ratio SMR)
研究人群中观察发病（ 死亡）数 SMR 标准人口（全人口）预 期发病（死亡）数
适用条件：
有些人群特殊暴露人数较少，不便计算出发病率
无法获得发病率或死亡率资料
队列研究资料的分析
2 ( ad bc ) N 2 x (a b)(c d )(a c)(b d )
队列研究资料的分析
联系强度的计算
1 相对危险度RR（ risk ratio）
Ie a n1 RR I0 c n0
Ie：暴露组率 Io：非暴露组率 意义:
暴露组发病或死亡的危险是非暴露组的多少倍
CS2所致的冠心病，以致死性心肌梗死表现突出，其 他类型也有不同程度的表现
措施 芬兰当局已于1972年把CS2的车间最高容许浓 度从20ppm降至10ppm
队列研究的优缺点
优点：
1．适用于常见病。 2．时间顺序是由因及果的，可以下因果结论。 3．可以计算发病率或死亡率，可以测量两组间的相对危险度和特异危险度 4．可以观察一个因素与多个结局的关系。 5．暴露因素的作用可以分级，便于计算“剂量－反应关系”。
发病数 暴露组 （343 人） 致死性 非致死性 合计 对照组 （343 人） 致死性 非致死性 合计 14 11 25 3 4 7 5 年累积发病率（%） 4.08 3.21 7.29 0.87 1.17 2.04 RR 4.69 2.74 3.57 RR95%CI 1.34 ~ 16.47 0.86 ~ 8.69 1.52 ~ 8.37
五 质量控制
采用国际通用的标准和规定 事先校准各种仪器和设备 重复测量和分析某些指标
六 资料分析
CS2暴露组发生心肌梗死的相对危险度为3.57，两组 致死性心肌梗死发生率和总的心肌梗死发生率差异有 显著性（表1） CS2在不同临床类型冠心病的发生中作用程度不同
（表2）
表1 暴露组和对照组的心机梗死发生率及相对危险度
小样本:以个人为单位计算(精确法)
队列研究资料的分析
率的显著性检验
队列研究资料归纳整理表 病例 暴露组 非暴露组 合计 a c a+c=m1 非病例 b d b+d=m0 合计 a+b=n1 c+d=n0 a+b+c+d=t 发病率 a/n1 c/n0
队列研究资料的分析
率的显著性检验
ÓÁ ¶ ÐÑ Ð¾ ¿× ÊÁ ϵ ÄÕ ûÀ í é ×ð ± ©Â ± ¶é × Ç ·© ±¶ Âé × Ï¼ º Æ ¢ ·¡ ²Ë Èý Ê a c a+c ´ ΢ ·¡ ²Ë Èý Ê b d b+d ϼ º Æ a+b c+d a+b+c+d=N
中该病总发病率或死亡率的百分比
实例:
在1963年Mcbride报告反应停与肢体缺陷关系的队列研究中 结果如下： 1 服反应停者胎儿肢体缺陷发病率为42%(Ie) 2 未服反应停者胎儿肢体缺陷发病率为0.24%(Iu) 3 人群中胎儿肢体缺陷发病率为0.28%(It) 试计算各危险度测量的数值？RR、AR、PAR%
可以观察一种因素与多种疾病的关系
用 检验病因假设 评价预防效果
途
研究疾病自然史
研究药物不良反应
研究类型
前瞻性队列研究
历史性队列研究
双向性队列研究
研究类型
时间顺序 过去
回顾性收集已有的历史资料
现在
历史性队列
将来
双向性队列
回顾性收集已有的历史资料 继续前瞻性收集资料
前瞻性队列
RR值越大，暴露的效应越大，暴露与结局关联强度越大
队列研究资料的分析
联系强度的计算
1 相对危险度RR（ risk ratio）
RR与关联强度
RR 0.9~1.0 0.7~0.8 0.4~0.6 0.1~0.3 ＜0.1 1.0~1.1 1.2~1.4 1.5~2.9 3.0~9.9 10~ 关联强度 无 弱 中 强 很强
3 人群归因危险度 (population attributable risk PAR)
PAR= It－I0
It：总人群率 Io：非暴露组率
意义:总体人群中因暴露于某因素所致的发病率或死亡率
全人群与非暴露组比较，由于暴露因素所增加的疾病发生率的大小 PAR值越大，暴露因素消除后所减少的疾病数量越大
队列研究资料的分析
率的计算
发病密度(incidence density ID)也叫人时发病率 ID=D/PT PT:(person time) 人年:一个人观察一年算为一人年
应用:人口不固定,变动较大的人群.
队列研究资料的分析
人年的计算
人年:一个人观察一年算为一人年
大样本:年初人数+年末人数/2(近似法)
标化死亡比(standardized mortality ratio SMR)
意义：
研究人群发生（死于）某病的危险性是标准人群的多少倍 SMR=1 实际死亡数等于标准人群预期死亡数 SMR>1 实际死亡数大于标准人群预期死亡数 SMR<1 实际死亡数少于标准人群预期死亡数
队列研究常见偏倚
选择偏倚
研究对象分成暴露组与非暴露组，或是暴露程度不同的
若干组
随访一定时间，比较两组或多组之间所研究结局
(outcome，发病或死亡等)发生率的差异，从而判断研 究暴露因素与研究结局之间的关系
队列研究的结构模式图
时间顺序
暴露组 随访
不暴露组 随访
比较结局
研究特点
观察法
wenku.baidu.com设立对照,是分析流行病学
由因及果,时间顺序合理，可解决因果关系
队列研究的设计与实施 一 确定研究因素 二 确定研究结局
三 选择研究对象
四 确定队列大小 五 资料收集与随访 六 资料整理与分析 七 质量控制（常见偏倚）
队列研究的设计与实施
确定研究因素
在大量病例对照研究基础上 +文献资料 +个人经
验一般是选择一种或一组相关因素与多种疾病的
关系
主要的暴露因素以外的可影响结局的因素也应
事先考虑，特别是混杂因素
队列研究的设计与实施
确定研究结局
结局（outcome）,是观察人群中出现的预期 的结果事件。
发病或死亡
某些血清指标
分子标志的变化 定性或定量
队列研究的设计与实施
选择研究对象
具有代表性的人群
未患所研究疾病 分为暴露人群和非暴露人群
暴露组
非暴露组 合计
暴露组发病率=a/(a+b) 对照组发病率=c/(c+d) 如果二者差异显著，并且无明显偏倚，则暴露因 素与疾病之间有可能存在因果关系
队列研究资料的分析
率的计算
累积发病率(cumulative incidence rate CI) CI=D/N D:某固定人群在一定时间内某病新发病例数 N:观察时期开始时的总人数 应用:人群比较固定,且能稳定地维持在一个较长的观察期.
失访偏倚
信息偏倚
混杂偏倚
二硫化碳（CS2）
神经系统毒物，抑制酶的活性，影响脂蛋白代谢，造成
心血管疾病
长期接触低浓度二硫化碳可引起慢性中毒，引起精神病、
多发性神经炎、动脉粥样硬样等
短时间接触高浓度的二硫化碳蒸气可急性中毒
20世纪60年代芬兰职业卫生研究所Hernberg 和 Tolonen 教授所做的 5 年前瞻性队列研究确定了
选择研究对象
非暴露组 选择原则：对照人群除暴露因素的影响外 , 其他各种
因素的影响或人群的特征 ( 如年龄 , 性别 , 职业 , 民族等 ) 都应尽可能与暴露组相似.
内对照 外对照 总人口对照 多重对照
队列研究的设计与实施
确定队列大小
有关参数
一般人群中所研究疾病的发病率（P0） 暴露人群的发病水平P1(D=P1-P0),D值越大,N越小 相对危险度（risk ratio, RR）
考虑到失访，实际上每组需扩大10%，即2541人
队列研究的设计与实施
资料的收集与随访
基线资料
暴露的资料 个体的其他信息
随访
随访对象、内容和方法 随访间隔、随访者 观察终点、终止时间
资料收集
查阅纪录 调查询问 健康或疾病检查 环境监测等
队列研究资料的分析
病例 a c a+c 非病例 b d b+d 合计 a+b c+d a+b+c+d
p1 RR p0
α值 把握度1-β
队列研究的设计与实施
确定队列大小
q0 = 1 p0
p (p1 p0 )/2
q1 = 1 p1
q = 1 p
p1 RR p0
队列研究的设计与实施
确定队列大小
已知 p0=0.007，RR=2.5，α=0.05，β=0.1，计算样本量 （要求两组样本量相等) 根据上述条件 Zα=1.96， Zβ=1.282 ，q0=0.993 p1=p0×RR=0.0175，q1=0.9825 代入公式得 N=2310
队列研究资料的分析
联系强度的计算
2 特异危险度 AR（ attributable ratio）
AR I e I 0 a c n1 n0
AR RR I 0 I 0 I 0 RR 1
意义:疾病危险完全特异地归因于暴露因素的程度
暴露与非暴露人群比较，所增加的疾病发生数量 AR值越大，暴露因素消除后所减少的疾病数量越大
第4章（4）
队列研究
(cohort study)
流行病学教学组 流行病与卫生统计学教研室
基本原理
队列(cohort)
队列原意是指古罗马军团中的一个分队，流行病
学家加以借用，表示有共同经历或共同状态的一 群人，例如一组出生队列有相同的出生年代，一 组吸烟队列有共同的吸烟经历。
基本原理
根据研究对象是否暴露于某研究因素或其不同水平将
年龄相差不超过3岁，出生地区相同，工种的体力消 耗相当，在同一城市的造纸厂随机选择的343名男性工 人
四 资料收集
查阅档案记录
用药情况、既往车间CS2的浓度等
询问
姓名、性别、年龄、工种及工作年限、吸烟、业余时 间的体力活动情况
实验室检查
血糖、血脂、血清胆固醇水平、血压、心电图、心脏 大小、体重及车间CS2浓度的动态变化
缺点：
1．不适应于研究人群中发病率很低的疾病。 2．观察时间长而难以避免失访，易产生失访偏倚。 3．设计要求高，实施复杂，工作量大，费用高，不能很快出成果。 4. 一次只能研究一个或一组暴露因素。
表2 CS2与不同临床类型冠心病的RR与AR比较
临床类型 心肌梗塞 RR 3.57 AR 5.25
致死性心肌梗塞
非致死性心肌梗塞 心绞痛 心电图冠心样改变
4.69
2.74 1.89 1.4
3.21
2.04 11.6 6.1
七 结论
长期低剂量（20~30ppm）CS2暴露与冠心病的发病 和死亡存在因果关系
队列研究资料的分析
联系强度的计算
4 人群归因危险度百分比 PAR%
（人群病因分值）
It I0 PAR % 100 % It
P e RR 1 PAR % 100 % P e RR 1 1
Pe：总人群的暴露比例
意义: 总体人群中因暴露于某因素所致的发病率或死亡率占总体人群
队列研究的设计与实施
选择研究对象
暴露组
特殊暴露人群: 一般是指超额暴露于可疑病因或生 活习惯或职业可能与所研究疾病有关的人,即高危人群. 如:吸烟人群,井下工人,冶炼工人等. 一般人群:指一个地区的全部人口或其样本.
便于随访的人群:如组织人群(机关单位,企事团体等)
队列研究的设计与实施
RR与AR的区别
（1/10万人年）
疾病 肺癌 心血管疾病
吸烟者 48.33 294.67
非吸烟者 4.49 169.54
RR 10.8 1.7
AR 43.84 125.13
意义:
RR
AR
吸烟对肺癌的病因学意义较大 戒烟对心血管疾病的预防作用较大， 即公共卫生意义较大
队列研究资料的分析
联系强度的计算
二硫化碳长期低剂量暴露与冠心病的因果关系
一 确定研究因素
研究因素
长期低剂量的CS2暴露
定义
有CS2暴露，在不至引起急性中毒的间工 作至少5年以上
二 确定研究结局
结局指标
心肌梗死 血压变化 心电图的改变 心绞痛发作
三 确定研究现场和人群
暴露组
1942~1967年间某粘纤厂25至64岁，至少有5年CS2暴 露史的所有工人(343名,全为男性) 对照组
RR= AR= PAR%=
队列研究资料的分析
标化死亡比(standardized mortality ratio SMR)
研究人群中观察发病（ 死亡）数 SMR 标准人口（全人口）预 期发病（死亡）数
适用条件：
有些人群特殊暴露人数较少，不便计算出发病率
无法获得发病率或死亡率资料
队列研究资料的分析
2 ( ad bc ) N 2 x (a b)(c d )(a c)(b d )
队列研究资料的分析
联系强度的计算
1 相对危险度RR（ risk ratio）
Ie a n1 RR I0 c n0
Ie：暴露组率 Io：非暴露组率 意义:
暴露组发病或死亡的危险是非暴露组的多少倍
CS2所致的冠心病，以致死性心肌梗死表现突出，其 他类型也有不同程度的表现
措施 芬兰当局已于1972年把CS2的车间最高容许浓 度从20ppm降至10ppm
队列研究的优缺点
优点：
1．适用于常见病。 2．时间顺序是由因及果的，可以下因果结论。 3．可以计算发病率或死亡率，可以测量两组间的相对危险度和特异危险度 4．可以观察一个因素与多个结局的关系。 5．暴露因素的作用可以分级，便于计算“剂量－反应关系”。
发病数 暴露组 （343 人） 致死性 非致死性 合计 对照组 （343 人） 致死性 非致死性 合计 14 11 25 3 4 7 5 年累积发病率（%） 4.08 3.21 7.29 0.87 1.17 2.04 RR 4.69 2.74 3.57 RR95%CI 1.34 ~ 16.47 0.86 ~ 8.69 1.52 ~ 8.37
五 质量控制
采用国际通用的标准和规定 事先校准各种仪器和设备 重复测量和分析某些指标
六 资料分析
CS2暴露组发生心肌梗死的相对危险度为3.57，两组 致死性心肌梗死发生率和总的心肌梗死发生率差异有 显著性（表1） CS2在不同临床类型冠心病的发生中作用程度不同
（表2）
表1 暴露组和对照组的心机梗死发生率及相对危险度
小样本:以个人为单位计算(精确法)
队列研究资料的分析
率的显著性检验
队列研究资料归纳整理表 病例 暴露组 非暴露组 合计 a c a+c=m1 非病例 b d b+d=m0 合计 a+b=n1 c+d=n0 a+b+c+d=t 发病率 a/n1 c/n0
队列研究资料的分析
率的显著性检验
ÓÁ ¶ ÐÑ Ð¾ ¿× ÊÁ ϵ ÄÕ ûÀ í é ×ð ± ©Â ± ¶é × Ç ·© ±¶ Âé × Ï¼ º Æ ¢ ·¡ ²Ë Èý Ê a c a+c ´ ΢ ·¡ ²Ë Èý Ê b d b+d ϼ º Æ a+b c+d a+b+c+d=N
中该病总发病率或死亡率的百分比
实例:
在1963年Mcbride报告反应停与肢体缺陷关系的队列研究中 结果如下： 1 服反应停者胎儿肢体缺陷发病率为42%(Ie) 2 未服反应停者胎儿肢体缺陷发病率为0.24%(Iu) 3 人群中胎儿肢体缺陷发病率为0.28%(It) 试计算各危险度测量的数值？RR、AR、PAR%
可以观察一种因素与多种疾病的关系
用 检验病因假设 评价预防效果
途
研究疾病自然史
研究药物不良反应
研究类型
前瞻性队列研究
历史性队列研究
双向性队列研究
研究类型
时间顺序 过去
回顾性收集已有的历史资料
现在
历史性队列
将来
双向性队列
回顾性收集已有的历史资料 继续前瞻性收集资料
前瞻性队列
RR值越大，暴露的效应越大，暴露与结局关联强度越大
队列研究资料的分析
联系强度的计算
1 相对危险度RR（ risk ratio）
RR与关联强度
RR 0.9~1.0 0.7~0.8 0.4~0.6 0.1~0.3 ＜0.1 1.0~1.1 1.2~1.4 1.5~2.9 3.0~9.9 10~ 关联强度 无 弱 中 强 很强
3 人群归因危险度 (population attributable risk PAR)
PAR= It－I0
It：总人群率 Io：非暴露组率
意义:总体人群中因暴露于某因素所致的发病率或死亡率
全人群与非暴露组比较，由于暴露因素所增加的疾病发生率的大小 PAR值越大，暴露因素消除后所减少的疾病数量越大
队列研究资料的分析
率的计算
发病密度(incidence density ID)也叫人时发病率 ID=D/PT PT:(person time) 人年:一个人观察一年算为一人年
应用:人口不固定,变动较大的人群.
队列研究资料的分析
人年的计算
人年:一个人观察一年算为一人年
大样本:年初人数+年末人数/2(近似法)
标化死亡比(standardized mortality ratio SMR)
意义：
研究人群发生（死于）某病的危险性是标准人群的多少倍 SMR=1 实际死亡数等于标准人群预期死亡数 SMR>1 实际死亡数大于标准人群预期死亡数 SMR<1 实际死亡数少于标准人群预期死亡数
队列研究常见偏倚
选择偏倚
研究对象分成暴露组与非暴露组，或是暴露程度不同的
若干组
随访一定时间，比较两组或多组之间所研究结局
(outcome，发病或死亡等)发生率的差异，从而判断研 究暴露因素与研究结局之间的关系
队列研究的结构模式图
时间顺序
暴露组 随访
不暴露组 随访
比较结局
研究特点
观察法
wenku.baidu.com设立对照,是分析流行病学
由因及果,时间顺序合理，可解决因果关系